атом водню
Мал. 2. Планетарна модель атома Резерфорда. Показані кругові орбіти чотирьох електронів
Планетарна модель, проте, суперечить класичній фізиці. Електрон, обертаючись з доцентрові прискоренням, випромінює електромагнітні хвилі, і це повинно супроводжуватися втратою енергії. В результаті згідно класичним уявленням атом Резерфорда виявляється нестійким.
Закони класичної механіки виявилися незастосовні до атому. Н. Бор спробував врятувати планетарну модель атома Резерфорда. Він сформулював три положення. які отримали назву квантових постулатів Бора.- Атомна система може знаходитися тільки в особливих стаціонарних (квантових) станах, кожному з яких відповідає певна енергія E n. У стаціонарних станах атом не випромінює.
- При переході зі стаціонарного стану n в стаціонарний стан m випромінюється (поглинається) квант, енергія якого дорівнює різниці енергій стаціонарних станів:
У застосуванні до атому водню квантові постулати Бора призводять до того, що радіуси кругових електронних орбіт можна знайти за формулою:
де - найменший радіус орбіти електрона в атомі водню. Нижчу енергетичне стан атома (n = 1) називається основним. Для атома водню енергія основного стану дорівнює:
E 1 = -21,7 · 10 -19 Дж = -13,6 еВ.
Відповідно до другого постулату Бора, можливі частоти випромінювання атома водню визначаються формулою:
де R = 3,29 × 10 15 Гц - постійна Рідберга. Теорія Бора пояснила виникнення лінійчатих спектрів і сенс цілих чисел, що входять в формули для спектральних ліній водню. Для інших атомів цю теорію побудувати не вдалося.
Мал. 3. Освіта спектральних серій в атомі водню
Постулат Бора про існування стаціонарних орбіт електронів в атомі знаходиться в згоді з гіпотезою де Бройля. На кожній такій орбіті укладається ціле число хвиль де Бройля. У цьому випадку на стаціонарних орбітах утворюються стоячі хвилі де Бройля.
Атом Резерфорда, який підпорядковується квантовим постулатам Бора, отримав назву атома Резерфорда-Бора.